Trang 5 PHẦN 1: TÍNH TỐN THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH ➢ Nhiệm vụ của quá trình tính toán thiết kế dao tiện định hình được thự hiện theo trình tự sau: - Phân tích hình dạng, độ chính xác t
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG CƠ KHÍ BỘ MÔN GCVL & DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ DỤNG CỤ CẮT HỌC KÌ: 20211 MÃ ĐỀ: 21 ĐẦU ĐỀ: THIẾT KẾ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn Sinh viên thực hiện TS Nguyễn Trọng Hải Mã số sinh viên Chu Bảo Nam Lớp chuyên ngành 20185019 Lớp tín chỉ Cơ khí 05-K63 710935 Ngày kí duyệt đồ án: …./…./2022 Ngày bảo vệ đồ án: …/…/2022 ĐÁNH GIÁ …… / 10 …… / 10 CỦA THẦY HỎI THI Ký tên ……………………… Ký tên ……………………… Hà Nội, Tháng 2/2022 1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 PHẦN 1: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH 1 1.1 Đề bài 2 1.2 Phân tích chi tiết để chọn dụng cụ gia công 3 1.3 Chọn loại dao 3 1.4 Chọn cách gá dao 4 1.5 Thiết kế dao 4 1.5.1 Chọn điểm cơ sở 4 1.5.2 Chọn góc sau α và góc trước γ 6 1.6 Sơ đồ tính toán thông số profin dao 6 1.7 Tính toán chiều cao profin của dao 8 1.7.1 Xây dựng công thức tính toán 8 1.7.2 Tính toán profin dao tại các điểm 9 1.8 Kết cấu dao 10 1.9 Điều kiện kỹ thuật 12 1.10 Bản vẽ thiết kế 13 PHẦN II: THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MODULE 14 2.1 Yêu cầu đề bài 14 2.2 Xác định các thông số hình học của dao 14 2.3 Thiết kế dao 15 2.3.1 Tính toán profile dao phay đĩa module 15 2.3.2 Chọn các kích thước kết cấu dao phay đĩa module 17 2.4 Điều kiện kỹ thuật của dao 18 2.5 Thiết kế dưỡng 18 2.6 Bản vẽ chế tạo của dao 19 PHẦN III: THIẾT KẾ DAO CHUỐT 20 3.1 Yêu cầu đề bài 20 3.2 Sơ đồ chuốt 21 3.3 Vật liệu và cấu tạo dao chuốt 21 3.4 Thiết kế dao 21 1 3.4.1 Phần răng cắt và răng sửa đúng 21 3.4.2 Lượng dư gia công 22 3.4.3 Kết cấu răng và rãnh 22 3.4.4 Số răng và đường kính dao chuốt 25 3.4.5 Kiểm nghiệm bền dao chuốt 27 3.4.6 Phần đầu dao 27 3.4.7 Phần định hướng phía trước 29 3.4.8 Phần dẫn hướng phía sau 29 3.4.9 Chiều dài dao 29 3.4.10 Lỗ tâm 29 3.5 Điều kiện kỹ thuật của dao 30 3.6 Bản vẽ chế tạo dao chuốt lỗ then hoa 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 2 LỜI NÓI ĐẦU Dụng cụ cắt kim loại đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực gia công cơ khí, nó trực tiếp tác động vào quá trình sản xuất ra các sản phẩm cơ khí, công cụ sản xuất máy móc thiết bị cho nền kinh tế quốc dân Việc nắm bắt được vai trò quan trọng của dụng cụ cắt gọt kim loại cũng như khả năng thiết kế chế tạo tối ưu hoá là một đòi hỏi bắt buộc đối với người làm công tác kỹ thuật trong lĩnh vực cơ khí có như vậy mới có thể đạt được yêu cầu kỹ thuật, năng suất cho quá trình chế tạo cơ khí đóng góp cho quá trình phát triển chung của đất nước Vì những lí do trên nên việc hoàn thành đồ án môn học “Thiết kế dụng cụ cắt kim loại” đóng vai trò quan trọng và cần thiết đói với mỗi sinh viên làm quen rèn luyện kỹ năng thiết kế đế chuẩn bị cho công tác sau này Để hoàn thành đồ án môn học này có sự cố gắng của bản thân em và sự chỉ bảo, giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn đặc biệt là thầy TS Nguyễn Trọng Hải đã hưỡng dẫn và chỉ bảo trong suốt quá trình làm đồ án Vì vậy em xin chân thành cảm ơn thầy! Đồ án được hoàn thành nhưng còn có nhiều thiếu sót bởi vì môn học là một vấn đề khó và liên tục phát triển Vậy em rất mong được sự chỉ bảo thêm của các thầy cô giáo trong bộ môn và sự đóng góp ý kiến của các bạn Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo! Sinh viên thực hiện Chu Bảo Nam 1 PHẦN 1: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DAO TIỆN ĐỊNH HÌNH ➢ Nhiệm vụ của quá trình tính toán thiết kế dao tiện định hình được thự hiện theo trình tự sau: - Phân tích hình dạng, độ chính xác theo yêu cầu của chi tiết để chọn kiểu sao phù hợp - Xác định loại dao và cỡ dao - Xác định điểm cơ sở, góc trước, góc sau - Vẽ sơ đồ hình - Thiết kế profin dao trong các tiết diện - Lựa chọn phần phụ - Vẽ profin và các hình chiếu của dao - Quy định về điều kiện kỹ thuật 1.1 Đề bài Tính toán thiết kế dao tiện định hình để gia công chi tiết theo Hình 1.1 (Dao có chuẩn bị để cắt đứt) Vật liệu gia công: Phôi thanh ∅45, vật liệu thép 40XH có: 𝜎𝑏 = 600 𝑁/𝑚𝑚2 Hình 1.1 Kích thước của chi tiết Bảng 1.1 Thông số kích thước của chi tiết ∅(mm) ∅1(mm) ∅2(mm) ∅3(mm) ∅4(mm) L1(mm) L2(mm) L3(mm) L4(mm) L5(mm) 45 36 32 42 28 10 10 4 8 40 2 1.2 Phân tích chi tiết để chọn dụng cụ gia công Chi tiết có biên dạng mặt tròn xoay trên đó bao gồm mặt côn, mặt trụ Do chi tiết có mặt côn nên khi gia công rất dễ mắc phải sai số do lưỡi cắt không song song với đường tâm chi tiết Song độ chính xác chi tiết yêu cầu không cao, mặt đầu chi tiết có đọ chênh lệch đường kính không quá lớn Đây là một chi tiết không phức tạp, chiều dài nhỏ, độ chênh lệch đường kính không quá lớn Chiều sâu lớn nhất: 𝑡𝑚𝑎𝑥 = 𝐷𝑚𝑎𝑥 2 − 𝐷𝑚𝑖𝑛 2 Trong đó Dmax: Đường kính lớn nhất khi tiện Dmin: Đường kính nhỏ nhất khi tiện => 𝑡𝑚𝑎𝑥 = 𝐷𝑚𝑎𝑥 2 − 𝐷𝑚𝑖𝑛 2 = 452 − 282 = 8.5 𝑚𝑚 Ta thấy chi tiết có dạng trụ bậc giữa ∅36𝑚𝑚 và ∅32𝑚𝑚do đó tại vị trí này dao tiện cần phải có góc nghiêng phụ 𝜑 = 2𝑜 1.3 Chọn loại dao Như đã phân tích ở trên, chi tiết có mặt côn nên rất dễ mắc phải sai số do lưỡi cắt không song song với đường tâm chi tiết, chi tiết do sai số tạo ra không phải là bề mặt côn mà là mặt hyperboloid Trong trường hợp này để khác phục sai số này người ta dùng dao có đoạn cơ sở nằm ngang tâm chi tiết Mà độ chính xác của chi tiết yêu cầu không cao, hơn nữa chiều dài phần côn của chi tiết ngắn, nên ở đây ta chỉ cần dùng dao có điểm cơ sở nằm ngang chi tiết Dao tiện định hình có hai loại chính theo hình dáng đó là loại dao hình lăng trụ và dao tiện hình tròn, trong hai loại trên em chọn loại dao lăng trụ vì chúng có những ưu điểm sau: - Được gá kẹp bằng rãnh mang cá có độ cứng cao - Dao lăng trụ chỉ gây ra sai số ∆1- là sai số do mặt cắt côn bằng mặt phẳng không đi qua đường tâm chi tiết- còn dao hình tròn còn gây ra sai số gia công ∆2- là sai số hình dạng lưỡi cắt khi chế tạo gây ra (sai số nội tại của dao tiện định hình hình tròn) 3 - Góc sau α có thể lựa chọn giá trị lớn vì điều kiện gia công cho phép, còn đối với dao tiện định hình hình tròn thì góc sau α không điều chỉnh được vì phụ thuộc vào chiều cao gá dao H - Thoát nhiệt tốt, tuổi thọ cao, mài lại dao dễ do bề mặt dao là mặt phẳng => Dựa vào những ưu điểm trên và chiều sâu lớn nhất của chi tiết t=8.5 mm nên em chọn dao tiện định hình hình lăng trụ 1.4 Chọn cách gá dao Để thuận tiện và đơn giản trong quá trình thiết kế cũng như chế tạo mà vẫn đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật trong khi gia công cũng như độ chính xác về kích thước và hình dáng hình học, chất lượng của bề mặt gia công và tuổi thọ của dụng cụ cắt được đảm bảo Mà do yêu cầu độ chính xác không cao nên ta chọn phương án gá dao thẳng Mặc dù có suất hiện sai số nhưng ta chấp nhận sai số này 1.5 Thiết kế dao 1.5.1 Chọn điểm cơ sở Nguyên tắc chọn điểm cơ sở: Để đảm bảo góc sau tại các điểm trên lưỡi cắt không quá nhỏ, điểm cở sở khi thiết kế dao tiện định hình thường được chọn trùng với điểm của chi tiết có bán kính nhỏ nhất, điểm gần tâm chi tiết nhất Càng gần chuẩn kẹp thì α càng tăng và ngược lại góc trước γ càng giảm Những điểm nằm cao hơn điểm cơ sở thì góc trước γ tăng lên và góc sau α giảm Nếu chọn điểm cơ sở không phù hợp thì góc sau α có thể giảm đến 0 và nhỏ hơn 0 Vì vậy nên kiểm tra lại góc sau α, nếu góc sau α quá nhỏ thì phải chọn lại điểm cơ sở Theo hình 1.2 ta thấy điểm 1 có bán kính nhỏ nhất ( 𝑟1 = 282 = 14𝑚𝑚) làm điểm cơ sở 4 Hình 1.2 Xác định các điểm trên chi tiết • Xác định bán kính tại các điểm trên biên dạng chi tiết: - 𝑟1 = 282 = 14𝑚𝑚 - 𝑟2 = 𝑟3 = 422 = 21𝑚𝑚 - 𝑟4 = 𝑟5 = 322 = 16𝑚𝑚 - 𝑟6 = 𝑟7 = 362 = 18𝑚𝑚 Bảng 1.2 Bảng giá trị các điểm trên profin chi tiết Điểm ri(mm) Li(mm) 1 14 0 2 21 8 3 21 16 4 16 20 5 16 30 6 18 30 7 18 40 5 1.5.2 Chọn góc sau α và góc trước γ Vật liệu gia công: Phôi thép 40XH, 𝜎𝑏 = 600𝑀𝑝𝑎 Theo trang 27, 28 [1] ta chọn: - Góc sau 𝛼 = 15𝑜 - Góc trước 𝛾 = 20𝑜 Trị số góc trước và góc sau trình bày ở trên là ứng với điểm mũi dao (điểm cơ sở ngang tâm) xét trong tiết diện vuông góc với trục chi tiết gia công 1.6 Sơ đồ tính toán thông số profin dao Sơ đồ tính toán các thông số profin dao tại một điểm i bất kỳ trên lưỡi cắt được biểu diễn như sau: 6 Hình 1.3 Sơ đồ tính toán profin dao lăng trụ 7